Engineering a scalable proliferation process of bovine satellite cells for cultured meat

Il riscaldamento globale e le sue conseguenze sono tra i più grandi problemi che la società odierna è chiamata ad affrontare. Nonostante sia raramente accostata al problema, l’industria della carne da sola è responsabile del 18% delle emissioni di gas serra, rendendo la ricerca di possibili alternative per questo prodotto di prioritaria importanza nel contrasto del cambiamento climatico. La carne sintetica è un nuovo concetto per la produzione di carne che parte non più dalla macellazione degli animali, ma dalla coltura ed espansione delle loro cellule staminali. Nonostante questa possa rappresentare una più ecologica ed efficiente alternativa alla carne tradizionale, il suo prezzo è ancora troppo alto per esserle concorrente. In questo lavoro di tesi, svolto presso la start-up MosaMeat (Maastricht, Paesi Bassi), viene affrontato il problema dell’abbassamento del prezzo della produzione della carne sintetica, focalizzandosi sull’espansione delle cellule staminali utilizzate per produrla (cellule satelliti bovine). Per farlo, due approcci possono essere seguiti dal punto di vista ingegneristico. Il primo è lavorare sui biomateriali utilizzati nella coltura, in modo da favorire la proliferazione o semplificare le procedure. Il secondo è invece lavorare sui sistemi utilizzati per la coltura, i bioreattori, in modo da massimizzare l’efficienza del processo di coltura. Ambedue gli approcci sono stati seguiti in questa tesi, in due differenti sperimentazioni. Nella prima è stato testato un hydrogel termo-reversibile, che attraverso la sua proprietà di cambiare velocemente stato al variare della temperatura semplifica la procedura di semina e raccolta cellulare. Nella seconda è stato prototipato un fluidized bed bioreactor, nell’ottica di confrontarne teoricamente e sperimentalmente le prestazioni con uno stirred tank bioreactor, in particolare per quanto riguarda la superficie di coltura (dunque, lo spazio disponibile per la proliferazione) per unità di volume.